JP2010001681A - 水底土砂の移送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】桟橋の下方領域など、水上から吊り下げた浚渫ポンプ等によって浚渫を行なうことが困難な領域の土砂を、迅速に別の場所に移送して効率的に浚渫を行なえるようにした水底土砂の移送装置を提供する。
【解決手段】浮力調節手段によって浮力管２による浮力を調節し、移送装置１に中性浮力を持たせた状態にして、吊りピース１８ｂに取り付けた誘導ワイヤで移送装置１を桟橋の下方領域に誘導して配置し、両端部を開口した円管を長手方向に半割りにした直線状に延びるカバー体６の内周面に設けた、先端をカバー体６の長手方向一方端部側に向けた内側ジェットノズル８から噴出するジェット水流によって、カバー体６によって覆われた土砂をカバー体６の長手方向一方向に移動させて、桟橋の下方領域の土砂を、水上からの浚渫作業が容易に行なえる別の場所に移送させる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、水底土砂の移送装置に関し、さらに詳しくは、桟橋の下方領域など、水上から吊り下げた浚渫ポンプ等によって浚渫を行なうことが困難な領域の土砂を、迅速に別の場所に移送して効率的に浚渫を行なえるようにした水底土砂の移送装置に関するものである。

桟橋の下方領域などを浚渫する場合、その領域には支持杭が存在するとともに領域の上方は床版等によって覆われているため、浚渫ポンプを作業船等から単純に吊り下げても桟橋の下方に入り込ませて配置させることができない。そこで、従来、水上から吊り下げた浚渫ポンプを、潜水士が桟橋の下方水底の所定位置に配置させて浚渫を行ない、その位置での浚渫が終わると次の位置に潜水士が浚渫ポンプを移動させて浚渫を行なう工程を繰り返すことによって、対象領域全体の土砂を浚渫するようにしていた。このように、一度に浚渫できる範囲が狭いため、浚渫ポンプを何度も移動させるための多大な作業時間が必要となり、また、潜水士の作業負担も大きくなるので、作業効率を向上させることが難しいという問題があった。

浚渫装置は様々なものが知られているが、例えば、吸入ポンプと、ジェットポンプとを水密性の函体に設置した浮沈タイプの浚渫装置が提案されている（特許文献１参照）。この浚渫装置は、水上からクレーン等によって吊り下げられて水底に配置され、ジェットポンプのジェット水流によって水底の土砂を攪拌し、その攪拌した土砂を吸入ポンプによって吸い込みを行なう構造になっている。そして、水密性の函体による浮力を有しているので、比較的小さな力で函体を水中で移動させることができる。しかしながら、この浚渫装置を用いても、依然として潜水士によって函体を繰り返し移動させる必要があるため、作業効率を向上させるには限界があった。
実開昭５６−５０６５公報

本発明の目的は、桟橋の下方領域など、水上から吊り下げた浚渫ポンプ等によって浚渫を行なうことが困難な領域の土砂を、迅速に別の場所に移送して効率的に浚渫を行なえるようにした水底土砂の移送装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の水底土砂の移送装置は、内周面を上方凸状にした断面形状を有して長手方向に直線状に延びるカバー体の上方に、浮力管をその管軸方向を前記カバー体の長手方向にして取り付け、前記カバー体の内周面に、先端をカバー体の長手方向一方端部側に向けた内側ジェットノズルを設けるとともに、該内側ジェットノズルに加圧水を供給するジェット水流供給手段を接続し、前記浮力管の浮力を調節する浮力調節手段と、前記浮力管を取り付けたカバー体を水中の所定位置に誘導する誘導ワイヤを取り付ける固定部と、前記浮力管を取り付けたカバー体のジェット水流による動きを規制する振れ止めワイヤを取り付ける固定部とを設けたことを特徴とするものである。

ここで、先端を前記浮力管側方外側に向けた外側ジェットノズルを設けるとともに、該外側ジェットノズルに加圧水を供給するジェット水流供給手段を接続することもできる。前記浮力調節手段は、例えば、前記浮力管に対してエアの供給および排出を行なう給排気手段と、前記浮力管の内部と外部とを連通する水流出入部とで構成する。また、前記浮力管の内部に、管軸方向に所定間隔で仕切り板を設けて複数の浮力室を形成することもできる。前記浮力管の管軸方向端部には、カウンターウエイトを着脱できるウエイト取り付け部を設けることもできる。

本発明によれば、浮力管をその管軸方向をカバー体の長手方向にしてカバー体の上方に取り付け、浮力管の浮力を調節する浮力調節手段を設け、前記カバー体を水中の所定位置に誘導する誘導ワイヤを取り付ける固定部を有しているので、浮力管による浮力を適度に調節でき、固定部に取り付けた誘導ワイヤを用いることにより、水中で移送装置を小さな力で任意の位置に移動させることができる。これにより、桟橋等の下方領域にも容易に移送装置を入り込ませることができる。

また、内周面を上方凸状にした断面形状を有して長手方向に直線状に延びるカバー体の内周面に、先端をカバー体の長手方向一方端部側に向けた内側ジェットノズルを設けるとともに、該内側ジェットノズルに加圧水を供給するジェット水流供給手段を接続したので、内部ジェットノズルから噴出されたジェット水流が、カバー体によって覆われた土砂をカバー体の長手方向一方向に移動させ、水上からの浚渫作業が困難な領域の土砂を、一度に大量かつ迅速に、水上からの浚渫作業が容易に行なえる別の場所に移すことができる。その際に、移送装置のジェット水流による動きは、固定部に取り付けた振れ止めワイヤによって規制することができるので、安定して土砂を移送できる。このようにして、移送装置の移動回数を削減して対象領域全体の土砂を移送することができる。

そして、水上からの浚渫作業が容易に行なえる移送先において、移送した土砂を浚渫することにより、結果的に浚渫作業の効率化を達成することが可能になる。或いは、水上から容易に浚渫作業ができる移送先の領域の土砂を予め浚渫して深掘区域を形成しておき、この深掘区域に土砂を移送することにより、結果的に対象水域の土砂を効率的に浚渫できることになる。

本発明の水底土砂の移送装置を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１〜図４に例示するように、本発明の水底土砂の移送装置１（以下、移送装置１という）は、両端部を開口した円管を長手方向に半割りにした直線状に延びるカバー体６を有し、このカバー体６の上方に、両端部を封止した中空円筒状の浮力管２がその管軸方向をカバー体６の長手方向にして取り付けられている。この実施形態では、連結部材７をカバー体６と浮力管２とに溶接することによって、両者が一体的に固定されている。

カバー体６の断面形状は、内周面を上方凸状にした形状であればよく、半円形に湾曲した断面形状に限定されるものではない。浮力管２は、中空円筒状に限らず内部に密閉空間を有して、カバー体６の長手方向に沿った形状のものを用いることができる。

カバー体６の内周面には、先端をカバー体６の長手方向一方端部側に向けた内側ジェットノズル８が長手方向に所定間隔で複数配置されている。それぞれの内側ジェットノズル８は、カバー体６の外周面でカバー体６の長手方向に配設された内側ジェット水流供給管９に連結されている。この内側ジェット水流供給管９は、切替バルブ１４を有するジェット水流供給本管１３を介してジェットポンプ１２に接続されて加圧水を流通させる。このジェットポンプ１２と内側ジェット水流供給管９が、内側ジェットノズル８に対するジェット水流供給手段になっている。

内側ジェットノズル８の数は特に限定されないが、所定間隔で複数設けるとよい。また、内側ジェットノズル８の先端方向を可変構造にして、ノズル先端方向を調節できるようにすることもできる。

浮力管２の内部には、管軸方向に所定間隔で仕切り板３が設けられて、３つの浮力室２ａ、２ｂ、２ｃが形成されている。尚、浮力室の数は任意に設定でき、仕切り板３を設けることなく１つの浮力室にしてもよいが、複数の浮力室を設けることによって、浮力を調節する際に管軸方向の浮力の偏りを緩和することができる。

浮力管２の外周面上部には、エア抜きバルブ１５ａを有するエア給排管１５が配設されている。エア供排管１５は、エアコンプレッサ１６に接続されるとともに、それぞれの浮力室２ａ、２ｂ、２ｃに接続されて連通するようになっている。このエア抜きバルブ１５ａを有するエア給排管１５とエアコンプレッサ１６とが、浮力管２に対してエアの供給および排出を行なう給排気手段になっている。

また、浮力管２のそれぞれの浮力室２ａ、２ｂ、２ｃには、開閉バルブ１７ａを有する給排水管１７が設けられている。この給排水管１７は、一端を浮力管２の下部に接続して所定長さの水平部を有して下方に屈曲した形状になっており、他端は下向きに開口している。

給排水管１７の開閉バルブ１７ａを開くことにより浮力管２の内部と外部とが連通し、閉じることにより浮力管２の内部と外部との連通が遮断され、浮力管２に対する水流出入部になっている。詳しくは後述するが、この水流出入部と給排気手段とが、浮力管２による浮力を調節する浮力調節手段を構成している。

浮力管２の管軸方向の両端部のうち、内側ジェット水流供給管９やエア給排管１５の供給源側とは反対側の端部には、アンカーボルト４ａが突設されている。このアンカーボルト４ａは、カウンターウエイト５の取り付け穴を挿通し、ナットの付け外しによって任意に重さのカウンターウエイト５を着脱できるようになっている。このようにウエイト取り付け部４を設けることによって、浮力管２の傾きの調節を容易に行なうことができる。

浮力管２の外周面上部には、２つの吊りピース１８ａ、１８ｂが突設されている。この２つの吊りピースのうち、内側ジェットノズルの先端が向いている管軸方向一方端部の吊りピース４ａは、カバー体６のジェット水流による動きを規制する振れ止めワイヤ２０を取り付ける固定部になっている。管軸方向他方端部の吊りピース４ｂは、カバー体６を水中の所定位置に誘導する誘導ワイヤ１９を取り付ける固定部になっている。

さらに、浮力管２とカバー体６の上下方向中間位置には、先端を浮力管側方外側に向けた外側ジェットノズル１０が浮力管２の管軸方向に所定間隔で複数配置されている。この実施形態では外側ジェットノズル１０が上下に２列で配置されているが、列数は特に限定されず１列でもよい。また、浮力管２の幅方向両側ではなく、一方側にだけ外側ジェットノズル１０を配置するようにしてもよい。外側ジェットノズル１０の先端方向を可変構造にして、ノズル先端方向を調節できるようにすることもできる。

それぞれの外側ジェットノズル１０は、浮力管２とカバー体６の上下方向中間位置で管軸方向に配設された外側ジェット水流供給管１１に連結されている。この外側ジェット水流供給管１１は、切替バルブ１４を有するジェット水流供給本管１３を介してジェットポンプ１２に接続されて加圧水を流通させる。このジェットポンプ１２と外側ジェット水流供給管１１が、外側ジェットノズル１０に対するジェット水流供給手段になっている。この外側ジェットノズル１０は、必要に応じて設置し、省略することもできる。

次に、この移送装置１を用いた水底土砂の移送方法を、桟橋の下方領域を浚渫する場合を例にして説明する。

まず、図５に例示するように、桟橋２２の近傍領域の水底土砂を予め浚渫して深掘区域２５を形成しておく。図５では、網掛けで示した土砂Ｇが移送対象であり、深掘区域２５が移送先になる。浮力管２のそれぞれの浮力室２ａ〜２ｃには水（海水）を充填しておき、吊りピース１８ａ、１８ｂに吊りワイヤ２１を取り付けて作業船２６の上のクレーン２７によって移送装置１を、桟橋２２の近傍の水底に沈める。

次いで、浮力調節手段により浮力管２による浮力を調節して移送装置１が中性浮力を得るようにする。ここでは、エアコンプレッサ１６を稼動させ、エア抜きバルブ１５ａを閉じた状態にしたエア給排管１５を通じて、それぞれの浮力室２ａ、２ｂ、２ｃにエアを供給する。エアの供給により開閉バルブ１７ａを開けた状態の給排水管１７からは、浮力管２の内部の水が排出される。このようにして中性浮力が得られた後は、開閉バルブ１７ａを閉じた状態にする。吊りワイヤ２１はクレーン２７から取り外す。

次いで、図６、図７に例示するように、吊りピース１８ｂに取り付けた誘導ワイヤ１９の自由端部を桟橋２２の下を潜らせて別の桟橋２２ａなどの上で保持するとともに、吊りピース１８ａに取り付けた振れ止めワイヤ２０の自由端部を作業船２６の上で保持した状態にする。そして誘導ワイヤ１９で移送装置１を誘導しつつ、潜水士が移送装置１を桟橋２２の下方領域の所定位置に配置する。この際に、移送装置１は中性浮力を得た状態になっているので、小さな力で移動させることができ、支持杭２４が林立している桟橋２２の下方領域であっても、比較的容易に所定の位置に配置することができる。移送装置１は、内側ジェットノズル８の先端が向いているカバー体６の長手方向一方端部側が、土砂Ｇの移送先になるように配置する。

移送装置１を所定位置に配置した後は、浮力管２による浮力をなくして移送装置１を土砂Ｇの上に固定する。ここでは、給排水管１７の開閉バルブ１７ａを開いた状態にするとともに、エア抜きバルブ１５ａを開いた状態にして給排水管１７を通じて海水を浮力管２（浮力室２ａ〜２ｃ）に流入させ、浮力管２の内部を海水で充満させる。また、それぞれの吊りピース１８ａ、１８ｂに吊りワイヤ２１ａ、２１ａを取り付けて、自由端部を桟橋２２の床版２３の上で保持する。

次いで、図８に例示するように、ジェットポンプ１２を稼動させて内側ジェット水流供給管９を通じて加圧した水を供給し、それぞれの内側ジェットノズル８からジェット水流を噴出する。これによりカバー体６によって覆われた土砂Ｇを、カバー体６の長手方向一方向に移動させることできる。即ち、水上からの浚渫作業が困難な桟橋２２の下方領域の土砂Ｇを、水上からの浚渫作業が容易に行なえる別の場所に移すことができる。

噴出したジェット水流によって、移送装置１が移動しようとする動きは、張設状態となる振れ止めワイヤ２０によって規制されるので、安定して土砂Ｇを移送することができる。振れ止めワイヤ２０と対になって誘導ワイヤ１９を張設しておくことにより、さらに移送装置１の動きを規制することができる。

所定量の土砂Ｇを移送したか否かは、土砂Ｇを移送するに連れて移送装置１が移送先方向を沈下させるように傾くので、吊りワイヤ２１ａ、２１ａの降下長さによって確認することができる。所定量の土砂の移送が完了した後は、順次、移送装置１を幅方向に移動させて同様に土砂Ｇを移送する。尚、移送装置１を幅方向に移動させる際は、上記した同様の手順によって移送装置１に中性浮力を持たせて移動させる。

この方法によれば、一度に大量かつ迅速に土砂Ｇを移送できるので、移送装置１の移動回数を削減して対象領域全体の土砂を移送することができる。また、移送装置１の移動は、中性浮力を得た状態にして小さな力で行なえるので、潜水士の作業負担も軽減することができる。

尚、浮力調節手段による浮力の調節は、給排水管１７の開閉バルブ１７ａを開いたままにしておき、エアコンプレッサ１６の稼動とエア給排管１５のエア抜きバルブ１５ａの開閉操作のみでも行なうことができる。

移送した土砂Ｇは、水上からの浚渫作業が容易に行なえる移送先において浚渫する。或いは、深掘区域２５に土砂Ｇを移送することにより浚渫作業を完了させる。このようにして、一度に狭い範囲を浚渫しながら移動する作業を多数繰り返す従来の方法に比べて、結果的に浚渫作業の効率化を達成することができる。

また、図９に土砂Ｇの移送方法を別の例を示す。上述した同様の手順により所定位置に移送装置１を配置して、内側ジェットノズル８からのジェット水流によって土砂Ｇをカバー体６の長手方向一方向に移送し、順次、移送装置１を幅方向に移送装置１の幅寸法よりも大きな所定間隔をあけて移動させて土砂Ｇの移送を行なう。これにより、土砂Ｇを移送した範囲と範囲との間には、土砂Ｇ１が突出して残存することになる。この残存した土砂Ｇ１を外側ジェットノズル１０から噴出したジェット水流によって、既に土砂Ｇを移送した凹部に移送する。

この場合には、ジェットポンプ１２を稼動させるとともに、内側ジェット水流供給管９を閉止し、外側ジェット水流供給管１１を開くように切替バルブ１４を操作する。これにより、外側ジェット水流供給管１１に加圧した水を供給して、浮力管２の幅方向一方側にあるそれぞれの外側ジェットノズル１０からジェット水流を噴出する。

このようにして図１０に例示するように、残存した土砂Ｇ１が移送されるとともに、凹部が埋められて目標レベルＴの平らな状態になる。内側ジェットノズル８からのジェット水流によって先に土砂Ｇを移送した範囲には、後から外側ジェットノズル１０からのジェット水流によって土砂Ｇ１が移送されるので、内側ジェットノズル８からのジェット水流によって土砂Ｇを移送する際には、後から移送される土砂Ｇ１の量を考慮して目標レベルＴになるよりも多目に土砂Ｇを移送しておく。これによって、対象領域全体の所定量の土砂Ｇを移送することができる。

次に、桟橋２２の支持杭２４の前後間の土砂Ｇ１を移送する手順を説明する。

まず、図１１に例示するように支持杭の両側面近傍を、上述した同様の手順により内側ジェットノズル８からのジェット水流によって土砂Ｇを、カバー体６の長手方向一方向に移送する。これにより、支持杭２４の前後間には土砂Ｇ１が突出して残存することになる。

次いで、図１２に例示するように、残存した土砂Ｇ１を外側ジェットノズル１０から噴出したジェット水流によって、既に土砂Ｇを移送した凹部に移送する。支持杭２４の前後間に残存していた土砂Ｇ１は少なくなる一方で、凹部は移送された土砂Ｇ１で覆われる。

次いで、図１３に例示するように、移送装置１を再び、移送された土砂Ｇ１により覆われた凹部に移動させる。ここで、内側ジェットノズル８からのジェット水流によって土砂Ｇ１をカバー体６の長手方向一方向に移送する。その後、支持杭２４の前後間に残存している土砂Ｇ１があれば、外側ジェットノズル１０から噴出したジェット水流によって、支持杭２４を挟んで対向する反対側の凹部に移送する。

次いで、図１４に例示するように、再び移送装置１を、支持杭２４を挟んで対向し、移送された土砂Ｇ１により覆われた反対側の凹部に移動させる。そして、内側ジェットノズル８からのジェット水流によって土砂Ｇをカバー体６の長手方向一方向に移送する。

このように図１１〜図１４に例示した手順によって、支持杭２４の前後間の土砂Ｇ１についても、桟橋２２の下方領域から水上からの浚渫作業が容易に行なえる別の場所に移すことができる。尚、図１３に例示した段階で、支持杭２４の前後間に残存している土砂Ｇ１がなければ、内側ジェットノズル８からのジェット水流によって土砂Ｇ１をカバー体６の長手方向一方向に移送するだけでよく、外側ジェットノズル１０からジェット水流を噴出する工程や図１４の工程は省略することができる。

本発明の移送装置１は、桟橋２２等の下方領域の土砂Ｇを別の場所に移送するだけでなく、杭等や上方に構造物等がないオープン状態の領域の水底土砂を別の場所に移送する際にも使用することができる。

本発明の水底土砂の移送装置を例示する側面図である。 図１の一部拡大側面図である。 図２の平面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図１の移送装置を用いた浚渫土の移送方法の手順を例示する側面図である。 図５の次の手順を例示する側面図である。 図６の平面図である。 図６の次の手順を例示する側面図である。 土砂の移送方法の別の例を示す断面図である。 図９の移送方法により土砂を移送した後の状態を例示する断面図である。 支持杭の前後間の土砂を移送する際の手順を例示する断面図である。 図１１の次の手順を例示する断面図である。 図１２の次の手順を例示する断面図である。 図１３の次の手順を例示する断面図である。

符号の説明

１ 移送装置
２ 浮力管
２ａ、２ｂ、２ｃ 浮力室
３ 仕切り板
４ ウエイト取り付け部
４ａ アンカーボルト
５ カウンターウエイト
６ カバー体
７ 連結部材
８ 内側ジェットノズル
９ 内側ジェット水流供給管
１０ 外側ジェットノズル
１１ 外側ジェット水流供給管
１２ ジェットポンプ
１３ ジェット水流供給本管
１４ 切替バルブ
１５ エア給排管
１５ａ エア抜きバルブ
１６ エアコンプレッサ
１７ 給排水管
１７ａ 開閉バルブ
１８ａ、１８ｂ 吊りピース
１９ 配置誘導ワイヤ
２０ 振れ止めワイヤ
２１、２１ａ 吊りワイヤ
２２、２２ａ 桟橋
２３ 床版
２４ 支持杭
２５ 深掘区域
２６ 作業船
２７ クレーン
Ｇ、Ｇ１ 土砂

Claims (5)

1. 内周面を上方凸状にした断面形状を有して長手方向に直線状に延びるカバー体の上方に、浮力管をその管軸方向を前記カバー体の長手方向にして取り付け、前記カバー体の内周面に、先端をカバー体の長手方向一方端部側に向けた内側ジェットノズルを設けるとともに、該内側ジェットノズルに加圧水を供給するジェット水流供給手段を接続し、前記浮力管の浮力を調節する浮力調節手段と、前記浮力管を取り付けたカバー体を水中の所定位置に誘導する誘導ワイヤを取り付ける固定部と、前記浮力管を取り付けたカバー体のジェット水流による動きを規制する振れ止めワイヤを取り付ける固定部とを設けた水底土砂の移送装置。
2. 先端を前記浮力管側方外側に向けた外側ジェットノズルを設けるとともに、該外側ジェットノズルに加圧水を供給するジェット水流供給手段を接続した請求項１に記載の水底土砂の移送装置。
3. 前記浮力調節手段が、前記浮力管に対してエアの供給および排出を行なう給排気手段と、前記浮力管の内部と外部とを連通する水流出入部とからなる請求項１または２に記載の水底土砂の移送装置。
4. 前記浮力管の内部に、管軸方向に所定間隔で仕切り板を設けて複数の浮力室を形成した請求項１〜３のいずれかに記載の水底土砂の移送装置。
5. 前記浮力管の管軸方向端部に、カウンターウエイトを着脱できるウエイト取り付け部を設けた請求項１〜４のいずれかに記載の水底土砂の移送装置。

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